Lakások, házak és egyéb elektromos tárgyak tulajdonosai gyakran szembesülnek a fő elektromos mennyiségek értékeinek meghatározásának kérdésével, mivel nem túl egyszerű kiszámítani a teljesítményt a megengedett áramszilárdságból és az ismert feszültségből, vagy megfordítani a fordított problémát.
A híres Ohmi törvény közvetlen alkalmazása a háztartási hálózatok és eszközök tulajdonságainak figyelembevétele nélkül helytelen eredményhez vezethet.
Ebben az anyagban megértjük, mi az erő, és beszélünk arról, hogyan kell kiszámítani ezt a mutatót.
A mennyiségek alapelvei
Az elektromos számítások az áramszilárdság (I, Ampere), a feszültségérték (U, volt), a teljesítményérték (P, Watt) és az ellenállás (R, Ohm) közismert összefüggésein alapulnak. A gyakorlati számítások általában az első három értékének ismeretét igénylik.
Figyelmeztetjük Önt, hogy a felsorolt értékek numerikus kifejezései nem elegendőek - további jellemzőkre van szükségünk, amelyek feltárják az energiafogyasztási módot.
Elektromos áram
A megfelelő vezetékkeresztmetszet kiszámítását és a megszakító névleges teljesítményének kiszámítását az energiahálózat egy adott ágára az e szakaszra megengedett legnagyobb áram értéke alapján kell elvégezni. Ez szükséges a vezetékekben fellépő tűzhelyzet megelőzéséhez, amely gyakran tüzet okoz.
A gépek és az RCD működési paramétereit a szabályozási követelményeknek megfelelően választják ki. A magok megengedett keresztmetszetének meghatározásához, a maximális lehetséges áramszilárdságtól függően, a termékek gyártója által megadott táblázatot kell használni, mivel a kábeleket általában a TU szerint, és nem a GOST szerint gyártják.
Ugyanaz a jelölés, a GOST (bal) és a TU (jobb) szerint gyártott kábelek vizuálisan és alapvető jellemzőik között egyaránt különböznek
Mivel az elektromos áram erősségét az eszközök fogyasztásából és a hálózati feszültségből lehet kiszámítani, helyesen meg kell határozni e két mutató értékét.
Feszültség a háztartási hálózatokban
Sok lakástulajdonos úgy gondolja, hogy a háztartási igényekhez használt szokásos fázisfeszültség körülbelül 220 V. A legtöbb esetben ez igaz. Bár a GOST 29322-2014 2015.10.01-jétől az Orosz Föderáción belül az EGK-országokkal kompatibilis 230 V-os rendszerre való áttérésre kellett sor kerülni
5% -os eltérés a standardtól bármely időtartamra elfogadható, 10% -ot legfeljebb 1 órás időtartamra. Így a régi szabályok szerint a feszültség értéke 198 és 242 V között mozoghat, a jelenlegi GOST szerint pedig 207 és 253 V között lehet.
Vannak olyan esetek is, amikor a hálózat feszültsége hosszú ideig szignifikánsan alacsonyabb, mint a normatív. Ilyen helyzet akkor fordul elő, amikor az ághoz csatlakoztatott elektromos készülékek összteljesítménye sokkal nagyobb, mint a tervezett, és amikor a legtöbbjük be van kapcsolva, akkor „hálózat kihúzódik”.
Ez a probléma a villamosenergia-ellátásért felelős szervezetek felelősségi területén merül fel, és azzal jár az elosztó transzformátorok túlterhelésével, az alállomások károsodásával vagy a vezetékek nem megfelelő keresztmetszetével.
A csökkentett bemeneti feszültség nem csak az áramszilárdság-paraméter megváltozásához és a lehetséges védelem kioldódásához vezet, hanem aszinkronmotorokat vagy összetett elektronikát tartalmazó elektromos készülékek gyors lebontásához is vezet.
A valós feszültség értékének meghatározásához periodikus mérést kell végezni voltmérő segítségével. Ha a jelzők nagyon „járnak”, akkor stabilizátort vagy drágább átalakítót kell használni az energiatároló eszköz funkciójával.
Az elektromos készülékek hatalmának fogalmában alkalmazott nüanciák
Minden elektromos áramot fogyasztó készülék rendelkezik egy olyan paraméterrel, mint a teljesítmény. Minél magasabb ez a jelző, annál több energiát vesz az eszköz az áramkörből.
Háromféle teljesítmény van:
- Aktív (P). Ez az elektromos energia más formává, például elektromágneses vagy termikus átalakulásának sebességét jellemzi. Ezt figyelembe kell venni a visszafordíthatatlan energiaköltségek, és így az eszköz költségeinek kiszámításakor. A mértékegység W.
- Reaktív (Q). Jellemzi azt az energiát, amely a forrásból (transzformátor) jut a fogyasztói reaktív elemekhez (kondenzátorok, motor tekercsek), de majdnem azonnal visszatér a forráshoz. A mértékegység W vagy var (dekódolás - volt-amper reaktív).
- Teljes (S). Ez jellemzi a fogyasztó által az áramkör elemeire gyakorolt terhelést. Ezt használják a kábel keresztmetszetének kiszámításához és a gépek névleges típusának megválasztásához, azaz az áramszilárdság kiszámításához az áramkörhöz csatlakoztatott összes villamos készülék teljes teljesítményén kerül sor. A mértékegység W vagy V * A (V * A egy volt volt amper).
Ezeket a paramétereket újra kiszámolhatjuk a feszültségvektor és az áram közötti fázisszögen keresztül (f):
P = S * cos (f);
Q = S * bűn (f);
S2 = P2 + Q2.
A háztartási készülékekhez, amelyekben az összteljesítmény jelentősen meghaladhatja az aktív energiát, tartoznak hűtőszekrények, mosógépek, fénycsövek és néhány energiatakarékos lámpák, valamint energiaelektronikai egységek.
A motorok általában az aktív teljesítményt és az együtthatót jelzik. Ebben az esetben a látszólagos teljesítményt a következőképpen kell kiszámítani: S = P / cos (f) = 750 / 0,78 = 962 W
Van még olyan dolog, mint a csúcs vagy a kezdő teljesítmény. A helyzet az, hogy a motorok felgyorsítása sokkal több erőfeszítést igényel, mint a forgásuk fenntartása. Ezért olyan eszközök bekapcsolásakor, mint például hűtőszekrény vagy mosógép, az áramkör egy szakaszán rövid távon jelentkezik a terhelés.
A kezdőáram többször is magasabb lehet, mint a működőké. A szükséges kábelkeresztmetszet kiszámításakor és a gép névleges típusának kiválasztásakor ezt figyelembe kell venni.
Ehhez meg kell határoznia azt az eszközt, amelyben a legnagyobb különbség van az indítási és üzemeltetési teljesítményben, és hozzá kell adnia az összértékhez. Más készülékek indítási áramát nem lehet figyelembe venni, mivel az egyidejű működés valószínűsége a különböző fogyasztók motorjainak bevonásakor szinte nulla.
Lineáris és fázis kapcsolatok
Most népszerűvé vált a háztartási tárgyak háromfázisú hálózatokhoz történő csatlakoztatásának gyakorlata.
Ez a következő okokból indokolt:
- Jelentős energiafogyasztás. Ebben az esetben a nagyteljesítményű egyfázisú hálózat összefoglalása nagyon irracionális lesz a kábel nagy keresztmetszete és a transzformátor nagy anyagfelhasználása miatt.
- Három fázisból működő eszközök jelenléte. Az ilyen eszköz egyfázisú áramkörhöz történő csatlakoztatására szolgáló áramkör megvalósítása nem túl egyszerű és tele van olyan interferenciával, amely például indukciós motor indításakor jelentkezik.
Kétféle módon lehet csatlakoztatni a háromfázisú eszközöket - a „csillag” és a „háromszög”.
A villamosenergia-átvitel vázlata három fázisban. A „csillag” és a „háromszög” név, amelyet ezekkel az objektumokkal mért geometriai hasonlóság miatt kaptak
Csillag típusú áramkörökben a lineáris és a fázisáram azonos, és a lineáris feszültség 1,73-szorosa nagyobb, mint a fázisfeszültség:
énl = énf;
Ul = 1.73 * Uf.
Ez a képlet magyarázza a háztartási és alacsony feszültségű ipari hálózatok közismert feszültségarányát 50 Hz: 220/380 V frekvenciával (az új GOST: 230/400 V szerint).
Háromszög típusú csatlakoztatáskor éppen ellenkezőleg, a feszültség egybeesik, és a lineáris áramok nagyobbak, mint a fázisúak:
énl = 1.73 * énf;
Ul = Uf.
Ezek a képletek csak szimmetrikus fázisterheléssel használhatók. Ha a kábelek áramfogyasztása eltér (kiegyensúlyozatlan vevő), akkor a számításokat a vektor algebra szabályai szerint hajtjuk végre, és a kapott kiegyenlítő áramot a semleges vezeték kompenzálja. A csatlakoztatott készülékekkel rendelkező hálózatok esetében azonban ilyen esetek ritkák.
A fő mennyiségek viszonya
A hétköznapi fogyasztók által leggyakrabban felmerülő probléma a valós áramszint kiszámítása. Tehát hogyan lehet helyesen kiszámítani az áramerősséget az ismert feszültség és teljesítmény értékek szerint? Ezt meg kell oldani, amikor igazolják a magok keresztmetszetének értékeit és a gép minősítését, és rendelkeznek műszaki információkkal az ebben az áramkörben táplált eszközökről.
Az áramszilárdság kiszámítása után gyakran a legkisebb megengedett keresztmetszetű kábelt kell kiválasztani. Ez azonban nem mindig helyes, mivel egy ilyen megoldás jelentős korlátozásokhoz vezet, amikor új villamos készülékeket kell hozzáadni a hálózathoz.
Időnként inverz számításokat kell végezni, és meg kell határozni, hogy milyen teljes teljesítmény csatlakoztatható eszközökhöz ismert feszültség és maximális megengedett áramszilárdság mellett, amelyet a meglévő vezetékek korlátoznak.
Az egyfázisú áramkörökben ezt a két problémát egy egyszerű képlet segítségével oldhatja meg:
én = S / U;
S = U * én,
Ahol S - az összes villamos fogyasztó teljes látszólagos teljesítménye.
Az Ohm törvényét tükröző, a teljesítmény, az áram, a feszültség és az ellenállás függőségét kifejező kördiagram alkalmas az egyfázisú áramkör paramétereinek kiszámítására
A háromfázisú áramkör ismert vagy kiszámított teljesítmény- és feszültségértékéből az áramerősség kiszámításának problémájának tisztában kell lennie az egyes fázisokra eső teljes terheléssel.
És a kábelvezetők szükséges keresztmetszetét és a gép minimális megengedett teljesítményét a legforgalmasabb vonal mentén választjuk meg, figyelembe véve, hogy:
S = 3 * max {S1, S2, S3}.
én = S / (U * 1.73).
Az egyes fázisok megengedett teljesítményét az alábbi képlettel lehet kiszámítani:
S1,2,3 én * U / 1.73,
Ahol én - A meglévő vezetékek maximális megengedett árama.
Az áramerősség kiszámítása a kábelszakasz kiválasztásához:
Az elektromos készülékek csoportjának energiafogyasztásának meghatározása mint családi ház példa:
Az áramerősség kiszámítása a huzalozási paraméterek meghatározásához vagy a meglévő áramkör megengedhető teljesítményének meghatározásához függetlenül elvégezhető. A probléma helyes megoldása érdekében figyelembe kell venni a gyakorlatban felmerülő árnyalatokat, és nem szabad csak olyan jól ismert képleteket használni, amelyek „ideális” körülmények között működnek.
Ha kérdése van a cikk témájával kapcsolatban, vagy érdekes információkkal kiegészítheti ezt az anyagot, kérjük, hagyja meg észrevételeit az alábbi blokkban.